CN1011346B - 伸缩套管式的全向切变波振动器 - Google Patents

Abstract

此设备包括用于在软土壤介质中产生椭圆偏振切变波的运输装置。一合适的运载工具包括用于运送有一与土壤啮合的伸缩套管的切变波设备的支架组件。该切变波设备包括一主要反应体和一被动顶部反应体，由支架组件将其提升或下降到工作位置上；耦合能量的伸缩套管则是可伸长而被压入土壤介质中；在发生切变波期间，振源或反应体连续地把切变波能量传递到逐渐伸长的伸缩套管中以把能量连续耦合到周围土壤介质中去，该反应体由多个液压操作机构的系统所驱动。

Description

本发明一般涉及地震切变波源，并更具体地而不是局限地涉及一种通过伸缩套管而把切变波的能量耦合到土壤介质内的全向切变波振动器。

先有技术有若干种不同型式的切变波振动器，它们各以不同的结构方式把切变波能量耦合到土壤介质内。为了与土壤保持可靠啮合，先有技术设备早已使用各种演变中的基板和楔子或叶片结构。人们知道还有一种使用杯状振动器结构把能量耦合到软土壤区域内的振动器，例如美国第3，365，019号专利，其名称为《用于沼泽地和海底的地震振动器》。

早期的土壤耦合机构一直都是与各种切变波振动器或众所周知的压缩波振动器相联系的，而且申请人尚未听说先有技术探讨过全向连续耦合切变波（例如椭圆偏振切变波）。申请人获悉一种新近开发的能够在任何方向上产生切变波，并同时产生压缩波的冲击振源，伸这主要地只不过是一种可旋转的定向振源。还有一种最新设备，它是一种具有可实现有选择地产生SH或SV切变波的可旋转基板的切变波振动器。

本发明是一种为在土壤表面或其近处产生椭圆偏振地震切变波在支撑车、船（即卡车、海洋船艇或类似工具）上的支架上装载的切变波振动器。该切变波是由装载在一个可伸缩的支架上、并具有用以把振动能量耦合到土壤表层中的振动器设备所产生的。该振动器设备可经各种控制以按任何选定的方位不仅产生椭圆和圆偏振切变波，而且也产生平面偏振地震切变波。

因此本发明的一个目的是要提供一种可在松软土壤表层区中产生椭圆偏振地震切变波的设备。

本发明的有一个目的也是要提供一种能够同时用椭圆偏振切变波信号有效地产生压缩波信号的地震能量振动器。

本发明还有一个目的是要提供一种可在土壤介质中更有效地诱发出切变波能量的振动器，因为它只需较小的压紧力却可维持等效的能量耦合能力。

本发明更进一步的一个目的是要提供一种可在任何不同类型的土壤表面层沼泽地带或水域中产生振动能量的设备。

本发明的最后一个目的是要提供一种可在支撑 车船上载运并易于对地震能量输出的频率、偏振性和持续时间进行控制的更多功能的地震切变波源。

本发明的其它目的和优点将在结合说明本发明的附图时从下面的详细描述中了解到。

图1是本发明安装在支撑车辆上的振动器的侧视图;

图2是本发明的全向振动器的侧视图，其中一些部分已被切去;

图3是垂直剖面图。图中，部分以是图2的3-3线剖开的剖面示出的;

图4是从图2的4-4线看的俯视图;

图5是水平剖面图;其中，部分以沿图2的5-5线剖开的剖视图示出;

图6是一个如图5所示液压操作机构的水平剖面图;

图7是说明本发明中所用控制电路的方框图;

图8是另一种方式的耦合头的垂直剖面图;

图9是还有另外一种方式的耦合头的垂直剖面图，其些部分以局部剖面示出;

图10是一种两个操作机构的地震源的俯视图，图中选择某些部件以剖面示出;

图11是以剖面示出的如图10所示的一个操作机构的侧视图;

图12是另一种结构的振动器和支架顶部左视图;

图13是图12的一个角端弹性体支撑装置的剖面图;以及

图14是示出弹性体支撑装置的图12的顶部反应体角端的俯视图。

图1以理想化方式描述了全向振动器10可被装在一辆适用的运载汽车12（也就是像从Crane    Carrier公司购得的那样一类的专用机车）上的情景。最好是把振动器10装在汽车12的中心位置上以便使它在施加压紧力的过程中能更好地进行重力控制。因此，当位于中央的振动器通过伸缩套管16的垂直运动而耦合到土壤时，振动器10基本上是支撑在一个双纵向框架14上的。

伸缩套管16是可伸长以迫使通常为圆锥形耦接头18向下穿过地表层而与地面下的土壤介质发生能量耦合关系的。支架包括由左、右纵向支撑管24联接的左、右圆导筒20、22。左、右座板26被联接到左、右导杆28和30上，该左、右导杆均可上下移动，以使振动器反应体32连同插入在那里的套管头18移近地面，而延伸进入稳固的土壤耦接状态。

图2、3和4十分详细地说明底座和支架的结构。例如，双纵向车架14包括相对两侧的、以焊连方式支撑前、后横向套管构件38和40的框架构件34、36。于是前面的圆形导筒20L和20R就被通过焊接而固定到横向管38的两对面上，而后面的圆形导筒22L和22R就被固定在后横向管40的两对面上。

在左边的导杆28、30的直角排到和在右边的导杆41、42的直角排列为支撑相对于汽车12振动器提供一个可进行相对于汽车12的上下定位的框架。相对于该圆形导筒的前导杆的定位操作是由液压操作机构44L和44R来实现的，而每根后导杆30和42是由对应的液压操作机构46L和46R来控制的。各对应导杆的上端容纳一个罩子48、50、52、和54，这些罩子组成用于焊固到由构件56、58、60和62（见图4）组成的矩形框架的角端。由导杆支撑悬臂梁64、66、68和70构成的正交排列可通过例如焊接而连固到上端的或被动的反应体72的上方角端表面上，以使诸支承悬臂梁互相隔开而向外地配置在上端框架和各角端罩子48、50、52及54上面。正如在图2中所示，这可例如通过与配置在每个角上的间隔梁74相焊接来完成。

于是左、右垂直杆76和78的直角排列就可支撑上端反应体72，因为它们可在上端和底端由上部U型关节80L和80R以及下部U型关节82L和82R所连固，以便将相应的支撑悬臂梁连固到座板上去。因此，各去撑悬臂梁64，66，68和70都被连接到座板26L，而其中支承悬臂梁66和68被连接到座板26R。进一步的垂直支撑是用垂直支杆83L、83R、85L和85R来连接的。各支杆83和85在主振动器反应体32前、后相对侧面和上端框架两对面的构件56、60之间进行连固。每根垂直支杆83和85均用合适的万向节从上端和下端连接到相应的上端框架构件和下端反应体。该万向节连接各垂直支杆的目的是要让各反应体在水平面内平移而不旋转。

由在上端反应体72各对面的、固定于被焊接到反应体72底面上的第一空气座托架88、90和 空气座托架92、94之间的空气座84和86进一步从侧面使上端反应体72定位成为被焊接到对应面对着的侧框架套管56和60的中段。反应体72的中心区有一个孔96，在该孔上形成一个圆柱形罩98以便为通过盖板102所连接的U型关节100提供锚定位置以支撑伸缩套管16。

正如在图3中所具体示出，伸缩套管16包括一个外部轴尖管104和一个以圆锥头108为终端的同心内伸缩套管106。圆锥头108可以是加筋的或由淬硬的钢制成使用必需的形状，例如可用一种直角排列的刀刃110以增强对土壤的啮合。圆锥头108的锥形侧壁对套管106的垂直轴线成大约25°的角度。上端青铜轴承112可固定在伸缩套管106的上端颈圈周围，以便与轴尖管104的内表面形成滑动配合;同样，下端青铜轴承114可固定于轴尖管104的下部颈圈内表面周围，以便与伸缩套管106的外表面形成滑动接触。轴尖管104的下部穿过一个连接到驱动架的颈圈116，这将在下面进一步说明。在轴尖管104内在轴向上固定着一个液压操作机构118以便使操作臂120在轴尖接头103处伸入带有定位块122的附加装置，该固定块122是固定在伸缩套管106内的某一选定点上的。因此，液压操作机构118的操作可用来使伸缩套管106沿着其竖轴伸出或缩回。

主反应体32是利用各空气座124、126、128和130（亦见图5）的直角排列来进一步维持在侧向定位中的。诸空气座124-130一般是在相反的两侧横向成对布置，从而有助于使反应体32进行相对于支承设备的居中定位调节的。该支承设备就是包括两对面的圆导筒和杆件支承结构的支架。于是，诸相配的悬臂结构132就被两个一边地通过焊接到诸座板26L和26R而固定，以便水平地向内伸展而与各相应的空气座124-130相连接。在环绕反应体32的内圆面上焊有四个内空气座固定架134以便连接到各空气座124-130的内面上。

反应体32被造形成为有一个雪花形、居中设置的孔洞136，该孔洞136可用来使振动能源在与反应体32同一平面中适应水平方向的振动。该孔洞136被造形成为一个伸进反应体32各相应角端内成直角隔开的对角线孔洞139、140、142和144的中央部分137。诸对角线孔洞138-144是为在那里配置相应的电动液压操作机构146、148、150和152而设置的。

围绕轴尖管104而安放的颈圈116被配上包括直角排列的诸驱动法兰154、156、158和160，各该法兰均被以枢轴连接到相应操作机构146-152的相应轴尖端162、164、166和168。外部轴尖端170、172、174和176各被进一步以枢轴连固到相应的角端法兰178、180、182和184上。各伺服阀186、188、190和192可控制各自的操作机构146-152的调整驱动功能，这将在下面进一步描述。

图6提供一个操作机构148的放大图，其中部分以剖面示出。如此操作机构148包括一个具有外部推杆端196和例如以枢轴连接到驱动法兰156的内部推杆端164的双推杆端活塞194。一个拥有相反两端的圆筒形轴承或密封轴套200和202的唧筒198构成中央唧筒腔204。诸出入口（未示出）在关联的伺服阀188和唧筒腔204之间、在活塞194的相反两侧提供流体交流。一个环形插入和密封垫206使轴套202在杆端164处保持密封工作状态，并且围绕邻接于轴套200的外部推杆端196装有密封垫208。轴尖端172是圆筒形的，并包括一个，例如用螺栓，围绕外部密封垫208而固定到操作机构外壳198上的法兰210。操作机构的位置反馈信息是由一个具有一个伸入线圈内腔214的轴向柄212的线性可变差接变压器（LVDT）发生的。直角排列的各直线操作机构146-152都是属于相同结构的。

尽管可用许多电动液压控制系统中的任何一种系统来控制振动器10的操作，但图7示出了电路的最好型式。在数字计算机220（例如一个用适当的存储器222以及键盘和显示器224来运行的标准控制微计算机电路）上就可将操作员的控制输入进去。为了控制该多向振动器，需要就选定的模式对传动组合作正确变换。因此，该计算机220在226线上就对数/模转换器228产生一种数字的电压扫描信号，该转换器就在引线230上提供模拟输出信号给放大器232。在引线234上输出的被放大的模拟信号是一种规定了频率、扫描长度、持续时间等等的操作控制电压。于是，再将在引线234上所产生的电压作为输入信号而加到每个控制电路1-4上，以便用众所周知的方法来控制各自的电动液压操作机构146-152。

计算机220同时还输出两种相位各被选为φ₁和φ₂的脉冲串，经相位开关236馈送。该相位开关236，在计算机220通过线238的控制下，使所选相位的信号脉冲串通过输入引线240、242、244和246换接到各对应的控制电路1-4的相位输入端。相位φ₁的信号将转向一对控制电路，而相位φ₂的信号转向另一对控制电路，这是要取决于由相位开关控制所选定的操作模式的。

计算机220也可在启动任伺扫描之前用来对所有的驱动装置进行初始化，也就是用预扫描位移量和相位角同步各驱动装置。如图7这样一种控制系统将会是易于装在单人操作的汽车内的一个操作站中的。同样，为了用与目前所用的同样方法来使多个传统的振动器同步工作，可以把多个振动器连接在一起。

图8说明耦接头250和伸缩轴承装置的另一种方式。如此，轴尖管252在其下边缘通过附加装置终接到圆板254上，例如用多块角撑板256来焊接上。然后在圆形板254下面进行焊接，将圆套筒258固定，并使之留有间隙以便使青铜轴承套260保持对伸缩套管262滑动的状态。于是底部圆板264就被围绕着圆套筒258的下端面而固定，该圆套筒在其外部表面上构成一个可将操作机构的驱动颈圈116套在其上的滚道。

伸缩套管262的下端被固定到圆形法兰盘265上，后者又通过例如一圈紧固件而连固到基板266，即组成锥形耦接头250上部的那块圆盘。该锥形耦接头250进一步被形成为一个由淬硬了的钢制成的锥尖268，该锥尖268被连固到锥形侧壁板270上，侧壁板270本身又通过例如焊接而固定在环绕基板266的圆周上。侧壁板270对套管262的轴线成45°角。对锥体结构的内部加强是由一个半径较小而又通过一个圆筒274和圆盘276而连固的内部圆筒272所提供的，该圆筒274和圆盘276是在锥形侧壁板270和圆筒272之间被焊成加强状态的。内部圆筒272和274在锥体结构中是起加强管的作用的。

图9还说明耦接头280的另外一种形式。该种耦接头280是一种包括一个球状外壳282的焊接球状组件。各内部支肋，以焊接在部分球体的二等分线上的环形板284的形式置于球状外壳282内，它们通常平行于焊接到部分球体的上部扇区以便用多个紧固件附装到法兰盘265上的基板286。还可以视球形外壳282表面需要达到的必要刚度而使用其他一些横向的加强板，如圆形板288。

尽管前述振动器的实施例是用一个利用直角排列的四个直线操作机构驱动伸缩套管的反应体来工作的，但是应当知道，只要多个双操作机构的冲程都是真正协调的，则所需要的就都是多个双操作机构了。图10说明一种用于驱动一根伸缩套管的双操作机构椭圆切变波发生器290。既然是这样，也可指出，正如由底部反应体装置292不规则的结构和对轴尖管294和伸缩套管296的偏心关系所证明，这是利用了一种特别的偏移结构的。并且，虽然轴尖和伸缩套管先前都被称为同心圆筒管，但它们也可以是像套管294和296那样的同心方筒。图10的这种更合理的设计对于装在支承汽车上的有限空间内情况来说从来就是必要的;然而应当知道，双操作机构伸缩套管驱动装置也是能够容易按几何上平衡的设计构造的。

底部反应体装置292是为用于专门的支承车辆设计的，该装置是在一块拥有围绕那里而焊成的侧壁体300、并包括有一个前部被切去、即不规则的部分302和一个由轴尖管294和被伸缩套管296所穿过的中央被切去的八角形部分304的普通矩形体底板298上所构成的。该反应体底板298还包括有固定于其上而使图10结构的反应体组件总重量为8，500磅的重体构件306、308。两个通常是伸长的、立方体状的、向前的对角线空腔309和310，它们可在里面容纳各自的直线操作机构312和314，这将作进一步的说明。在空腔309、310下面焊接有相应的盖板315L和315R以使底板298连续无空，并防止相应的唧筒与土地的坎坷物接触。一对对角线空腔316和318是通过反应体底板298的后面形成的，并且它们容纳各自的缓冲器组件320和322，这也将作进一步说明。

中央被切去的八角形部分304的垂直中心线穿过反应体组件292的重心。反应体组件292的重心也处于一个包含操作机构312和314以及缓冲器组件320和322的水平中心线的平面中。约束反应体组件292的重心位置可防止振动器在工作期间出现不希望有的扭矩扰动。

除了我们正在讨论的一种方形套管组件以外，轴尖管294的底部结构是与图8和9中所述的相 似的。如此，轴尖管294的底部边缘以焊上附加装置的形式容纳一个焊接在座落于下部外围板328上的一短段方形管326上的方形外围板324。然后，上部外围板324和下部外围板328就为诸直角排列着的各联接板330、332、334和336提供支座点，因为它们是牢固地焊接在它们之间的。于是，各对应的杆端/U形（clevis）连轴节338、340、342、和344就对相应的操作机构312、314和缓冲器320、322提供球形枢轴连接。

参考图10，每个液压操作机构312、314都包括一个容有穿过其中的双杆端活塞352的唧筒式操作机体350。每个活塞352包括一个被牢固地联接到相应的连轴节338、340上的内杆端354。外杆端356则反过来设置在借助于对应的杆端/U形连轴节360固定到反应体装置292的各对应角端362和364上的端盖358内。

由于两相对端的青铜插套364和366构成一个唧筒室368，所以为了操作机构350体内的往复运动而配置了活塞352。各出入口（未示出）在电动液压伺服阀369和在唧筒室368内的活塞352的两对面之间提供流体交流。操作机构的内端被用密封垫和止动板370，围绕内杆端354而终止;而外杆端356则终止于带有青铜缓冲垫374的端盖358的空腔372内，该缓冲垫374是弹性地固定在端部腔膛378内的圆筒形弹性体376上的。该缓冲弹性体376可用例如Uniroyal VIBRATHANE 材料或其它类似物质形成，因为该缓冲装置可防止杆端356的破坏性过冲。

活塞冲程的跟踪是由LVDT装置来进行的，该装置是由一个围绕内杆端354而固定的夹紧装置380、一个固定在操作体312上的导杆轴承382和一个也固定在操作体312上的安装支架384所支撑的。为了在一个由安装支架384所支撑的LXDT线圈固定结构390内设定LVDT芯柱388的位置，就由导杆轴承382和夹紧装置380来固定导杆386。使线圈固定结构390定位的操作可在安装在支架384内旋松固定螺丝（未示出），手动地滑移线圈固定结构390来进行调整。连接器392将线圈固定结构390在电气上连接到振动器的电子控制器。

反应体装置292的后面的特征在于以平衡缓冲器320和322的形式所组成的反应结构。每个缓冲器包括拥有一个为容纳一根相应的缓冲杆396以便在其内作往复运动的自润滑轴瓦或套管轴承395的唧筒394。该缓冲器唧筒394包括一块带有用于清理缓冲器的轴向孔的端板398，后者则固定到连轴节342、344上。缓冲杆396的外端通过一个杆端/U形连轴节400而连接到撑板402，该撑板402是竖直地焊接在每块安装板316、318和反应体292的其它部件上的。缓冲杆396的内端包括一个用于容纳弹性体缓冲器406的镗孔404和由一个轴向螺栓固定于其内的青铜外缓冲垫408。

平衡缓冲器320和322可防止杆端354的有破坏性的过度伸展。平衡缓冲器320和322的尺寸被确定得可对绕套管294和296的垂直中心线的扭力进行动态平衡。如果没有这种平衡作用的话，就会在振动器工作期间发生不希望有的套管294和296的动态扭转。

参考图11，该图更详细地示出操作机构312，该操作机构的两端各由一个相似结构的U形/连轴节（360、338）所支撑，该结构包括枢销410的连接，同时其上还有一个球面，以便与牢固地附装到反应体角端板362的轭414进行滑动的球面啮合。所有的操作机构和缓冲器端的相互连接都是属于相似的球面/枢轴结构，以在振动期间提供最大的接触自由度。

相应的轴套夹持器416和418包括合适的环状密封件，把青铜轴套364、366夹持在应有位置上。端盖370使刮油密封环420维持对轴套夹持器416的环形啮合。在其相反端，通过将轴套夹持器418用螺栓栓牢的办法来固定夹持板422。

唧筒350的一个上部部件424包含分隔的液流通道430和432。于是通道430和432就与在活塞352的相对两侧对唧筒368提供流体交流的流体出入口434、436相联系。在与相对侧的液流通道430和432相联系的操作机构上部部件424上固定有液压伺服阀369。塞栓450起封闭各相对侧的出入口的作用的，该出入口在形成部件434和436中是用作出、入口的。

参考图12、13和14，图中针对一种在被动或上端反应体454和各导杆之间的不同联接方式，导出另外一种形式的支承结构452。某种例如在图2的左视图中所看到的那种类似结构，将会包括一个在各自的导杆28和30上的左侧角端罩子48和 52之间伸展着的框架构件56。在振动设备的上举和下降期间，导杆28和30相对于圆导筒20和22而往复运动。通过一个合适的U型关节组件456，把伸缩套管16固定到一个例如通过焊接而固定在直角排列着的加强梁460L、460R、462L和462R内的圆柱架458上。为伸缩套管16的延伸操作所用的液压操作唧筒是包含在套管16内、并用与图3所示类似的接头以轴尖连接到U型关节456的。

下部反应体，例如图2的振动器反应体32，被用吊杆464和466（包括左和右）支牢，这是因为它们在顶端和底端都是由在上部承框架56、58、60和62（亦见图4）和悬在其下的反应体之间的U型关节468所连接的。支杆470和472（包括左和右）也是在顶端和底端都由在顶端反应体454的对应四个角端和各支撑装置的座板26（包括左和右，见图2）之间的对应U型关节所连接的。

被动的或顶部反应体454的每个角端都被用弹性盘装置480和482（包括左和右）弹性地支牢在相应的角罩48、50、52和54上（图4）上。图13和14将各弹性盘装置详细说明成为各包括一个向上通过一个顶部反应体454角端内的孔486而固定的合适的衬套484。在一个从角端罩子48-54轴向伸展的固定杆492上套入一块整体成型包括一个轴套或缓冲垫490的弹性体圆盘488。穿过环496、盘488和衬套484中的诸孔的许多螺栓把弹性体圆盘488夹牢在定位圈496和上端反应体454之间。

当工作在相对软的土壤表面区，例如松土、雪、沼泽、水所覆盖的底层以及类似表面的情况时，这几种形式中的任何一种振动器10对于在整个振动阶段中维持同土壤介质的稳定的能量耦合关系是有成效的。在振动进行期间控制伸缩套管16不断地压入所啮合的土壤介质中，以便它为传播地震能量而探寻稳定的啮合。地震能量是用一种相位和幅度控制的多向振动技术来产生的，这种振动技术能同时在接受能量的土壤介质中产生椭圆偏振切变波和压缩波。压缩波可通过顺序地产生两个镜象、圆偏振扫描，然后对录下的结果求和而有效地获得。因此，当在将力施加到伸缩套管的过程中利用一种由两个或更多操作机构组成的方位定向阵列时，正确地对单独的操作机构进行相位控制所起的作用就能传播任何椭圆、线性或圆偏振切变波，正如在待批准的美国第897，434号专利申请书中曾更确切地论过的。

伸缩套管16的实际土壤啮合面包括一个耦接头结构18，该结构可取若干形式的任何一种形式。如图2中所示，耦接头18可包括一个与伸缩套管16的垂直轴线成25°-30°的锥形侧壁108，并且它有若干环绕其周围而设置的径向刀刃110，例如成直角排列。图8说明另一种形式的耦接头18，它包括一个具有对伸缩套管16的垂直轴线成45°的锥形侧壁。

图9示出还有另一种形式的耦接头18，其中，用加强结构来组成一个球体或再型耦接头280以将振动能量从伸缩套管262传送入包围在那里的土壤中去。因此，可以看出，可以使用若干种耦接头18的任一种，这在很大程度上是取决于进行勘探所在的土壤或水底的类型。再还有一种形式（未特别示出），包括一个与伸缩套管的垂直轴线成24.5°斜角的较狭的锥形头，并且终止成一个拥有30°倾斜侧壁的淬硬的钢质锥尖。对各种专门用途来说，可以开发出很多种专门形式的耦接头和/或耦接刀刃结构。

以上公开一种新颖的软土壤振动器，它是一种可运载在支承车辆或船舶上的型式，该车辆或船舶上有一种产生可连续地传播入土壤介质中去的椭圆偏振切变波的振源。公开控制和产生结构是为了利用或者两个、或者四个、或者更多的以相位相关控制的液压操作机构来产生这种椭圆偏振切变波的。各种支承和操纵结构也予以公开是为了能够利用从最能运载和装置此种振源的车辆或航海设备上展布到松软土壤地区的切变波发生器。

按照说明书中至此所提出、并以附图所示出的部件的组合和排列可做出各种变动;人们知道在不脱离本发明的权利要求书中所规定的精神和范围下，在所公开的实施例中可做出各种变动。

Claims (22)

1、用于产生切变波并将它耦合到土壤介质中去的设备，其特征在于，它包括：

在所述土壤介质上可定位的支撑装置；

由所述支撑装置予以稳定并延伸一端以与土壤啮合的一个伸缩套管装置；

用于伸长所述伸缩套管装置以将所述一端压入土壤介质中去并持续保持其牢固啮合能力的操作装置；以及

耦接到靠近所述一端并施加一压力到土壤介质中的所述套管装置以将椭圆偏振切变波传递入所述土壤介质中去的液的振动发生装置。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑装置包括：一种运载交通工具;以及

被连固到所述交通工具上，并可操纵所述伸缩套管装置和波发生装置进行相对于所述土壤介质的上举和降落操作的升降装置。

3、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述伸缩套管装置包括：

一根具有以枢轴连固到所述支撑装置并具有一个下端的轴尖管;

一根具有一端被同心地容纳在轴尖管下端内并延伸出尖的第二端的伸缩套管。

4、如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述操作装置包括：

连接在所述轴尖管和所述伸缩套管之间的液压唧筒。

5、如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述支撑装置包括：

一种运载交通工具;以及

连固到所述交通工具上，并可操纵所述伸缩套管装置和波发生装置进行相对于所述土壤介质的上举和降落操作的升降装置。

6、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述波的振动发生装置包括：

可施加所述椭圆偏振切变力，通过所述套管装置而进入土壤介质的一种液压振动装置。

7、如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述液压振动装置包括：

一种在中央耦接到所述套管装置的反应体;以及

至少两个以相对于套管装置作九十度偏移，并在所述反应体和所述套管装置之间传递径向往复力的液压操作机构。

8、如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述液压振动装置包括：

一种在中央耦接到所述套管装置的反应体;以及

一种各自在所述反应体和所述套管装置之间传递径向往复力的呈直角排列的液压操作机构组。

9、如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述升降装置包括：连固在所述运载交通工具上的若干圆形导筒;

若干具有穿过所述相应圆形导筒而布置为可移动式的上、下端部的导杆，其相应下端弹性固定于所述波发生装置上;以及

若干被连接在各所述圆形导筒和相应的导杆上端之间、并可使所述导杆相对于所述圆形导筒作往复运动的液压操作装置。

10、如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述波发生装置包括：

弹性连固到所述各导杆下端的第一反应体装置;以及

至少两个被以径向排列连接在所述伸缩套管装置和所述第一反应体装置之间以实现可控的往复振动的液压操作机构。

11、如权利要求10所述的设备，其特征在于，它进一步包括：

一种弹性连接到所述若干导杆的上端，并以枢轴居中地连接到所述伸缩套管装置的第二反应体。

12、如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述伸缩套管装置包括：

一根上端被以枢轴固定到所述支撑装置上，并具有一个下端的轴尖管;

一种具有一端被以同心方式容纳在轴尖管下端内，并伸展成一个尖的第二端的伸缩套管。

13、如权利要求12所述的设备，其特征在于，

所述伸缩套管的第二端是一种加强的钢质锥形结构，在该结构上固定有若干径向刀刃。

14、如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述液压操作机构包括：

设置在所述伸缩套管装置上的轭装置;

一个被连接在所述第一反应体外侧尽端和所述轭装置之间的第一操作机构;以及

一个被连接在所述第一反应体的外侧尽端和所述轭装置之间、并被从所述第一操作机构转移一个预定的径向角的第二操作机构。

15、如权利要求14所述的设备，其特征在于，它进一步包括：

被连接在所述轭装置和所述第一反应体之间、并被从相应的第一和第二操作机构转移180°设置的第一和第二反应缓冲装置。

16、如权利要求15所述的设备，其特征在于，

所有的所述各操作机构和反应缓冲装置都被设置在反应体的平面内。

17、如权利要求15所述的设备，其特征在于，它进一步包括：

用于控制所述第一和第二操作机构，以预定的相位和幅度进行操作，从而诱发出各种椭圆偏振切变波，穿过所述伸缩套管装置而进入土壤介质的控制装置。

18、如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述至少两个液压操作机构包括：

被以直角排列形式连接在所述伸缩套管装置和所述第一反应体装置之间以实现可控制往复运动的第一、第二、第三和第四液压操作机构。

19、如权利要求18所述的设备，其特征在于，它进一步包括：

一个弹性连接到所述若干导杆的上端、并以枢轴居中连接到所述伸缩套管装置的第二反应体。

20、如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述伸缩套管装置包括：

一根具有被以枢轴固定到所述支撑装置的上端并具有一个下端的轴尖管，

一根具有一端被同心地容纳在该轴尖管下端内并伸展成一个尖头的第二端的伸缩套管。

21、如权利要求20所述的设备，其特征在于，它进一步包括：

环绕所述伸缩套管而可被滑动地设置、并包括一个用于连接到相应的液压操作机构的轴尖连轴节的轭装置。

22、如权利要求12所述的设备，其特征在于，

所述伸缩套管的第二端是一种加强的钢质球体结构。

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